Итоги нового исследования, проведённого учёными из Южной Кореи и Сингапура, «изменили господствовавшее тридцать лет представление» о механизме возникновения болезни Паркинсона.
Известно, что болезнь Паркинсона возникает от недостатка нейромедиатора дофамина. Но до сих пор в точности неизвестно, что вызывает двигательные проблемы — включая дрожь, онемение и потерю контроля — являющиеся признаками низкого уровня дофамина.
Известно, что произвольными движениями управляют базальные ядра. Они поочерёдно отправляют сигналы, вызывающие движение и подавляющие его. Чтобы движения были плавными, необходимо достичь равновесия между двумя наборами сигналов. Так как низкий уровень дофамина значительно мешает движению (и является одним из главных признаков болезни Паркинсона), учёные в течение долгого времени были уверены, что проблемы с движением вызваны подавлением из-за недостатка дофамина.
Авторы нового исследования решили воспользоваться новейшими технологиями и проверить это предположение.
Ведущие соавторы работы, профессор Ким Дэ-Су (Daesoo Kim) с кафедры биологических наук Корейского института передовых технологий (кор. 한국과학기술원, англ. Korea Advanced Institute of Science & Technology, KAIST) в Тэджоне, Южная Корея, и профессор Джордж Августин (George Augustine) из Медицинской школы Ли Кун Чианя (кит. 李光前医学院, англ. Lee Kong Chian School of Medicine) в Сингапуре совместно с коллегами применили метод под названием «оптогенетика».
При помощи оптогенетики — метода, при котором нейроны генетически модифицируют, чтобы они реагировали на свет, — исследователи усилили сигналы подавления моторной деятельности. Оказалось, что при этом вентролатеральные таламические нейроны, участвующие в управлении моторной функцией, становятся гиперактивными.
Судя по всему, эта гиперактивность и вызывала у подопытных грызунов ригидность мускулов и судороги — симптомы, являющиеся главными признаками болезни Паркинсона.
Как объясняют авторы, это явление называется рикошетом, и похоже, что его вызывает усиление подавляющих сигналов базальных ядер.
Профессор Ким с коллегами провели следующий эксперимент, чтобы проверить свои выводы: для опыта они взяли мышей, у которых в результате генетических модификаций отсутствовал дофамин. Явление рикошета было также подавлено: грызунам уменьшили количество вентролатеральных таламических нейронов.
К удивлению учёных, мыши с критически низким уровнем дофамина, но без рикошета, двигались нормально и не проявляли признаков болезни Паркинсона.
«При низком уровне дофамина, — пишут авторы, — увеличивается количество [вентролатеральных таламических] нейронов, проявляющих постингибиторную активность, и уменьшается количество активных [вентролатеральных таламических] нейронов, благодаря подавлению сигналов [базальных ядер], что эффективно предотвращает моторные симптомы болезни Паркинсона.
Следовательно, подавляющие сигналы [базальных ядер] вызывают возбуждающие моторные сигналы в таламусе и дополнительно порождают PD-подобные [подобные симптомам болезни Паркинсона] моторные патологии».
«Результаты этого исследования, — говорит профессор Дэ-Су Ким, комментируя значение открытия, — полностью меняют господствовавшие тридцать лет представления о причинах развития симптомов болезни Паркинсона».
Первый автор работы доктор Чжон-Чжин Ким (Jeongjin Kim) говорит: «Открытие окажет огромное влияние на лечение болезни Паркинсона. Возможно, вскоре удастся лечить моторные расстройства без применения леводопы, предшественника дофамина».
«Наше открытие — настоящий прорыв в понимании того, как мозг управляет движениями тела, и того, что идёт не так при болезни Паркинсона и других расстройствах, связанных с недостатком дофамина», — рассказывает профессор Джордж Августин
